信号失真度测量装置（A 题）

【本科组】

一 任务

设计制作信号失真度测量装置，对来自函数/任意波形发生器的周期信号（以下
简称为输入信号）进行采集分析，测得输入信号的总谐波失真 THD（以下简称为失
真度），并可在手机上显示测量信息。测量装置系统组成示意图如图 1 所示。

二 要求

1. 基本要求
   （1）输入信号的峰峰值电压范围：300mV~600mV。
   （2）输入信号基频：1kHz。
   （3）输入信号失真度范围：5% ~ 50%。
   （4）要求对输入信号失真度测量误差绝对值  THD -THD x o ≤5%，THDx 和
   THDo分别为失真度的测量值与标称值。
   （5）显示失真度测量值THDx 。
   （6）失真度测量与显示用时不超过 10 秒。
2. 发挥部分
   （1）输入信号的峰峰值电压范围：30mV ~ 600mV。
   （2）输入信号基频范围：1kHz ~100kHz。
   （3）测量并显示输入信号失真度THDx 值，要求  THD -THD x o ≤3%。
   （4）测量并显示输入信号的一个周期波形。
   （5）显示输入信号基波与谐波的归一化幅值，只显示到 5 次谐波。
   （6）在手机上显示测量装置测得并显示的输入信号THDx 值、一个周期波形、
   基波与谐波的归一化幅值。
   （7）其他。

三 说明

（1）本题用于信号失真度测量的主控制器和数据采集器必须使用 TI 公司的
MCU 及其片内 ADC，不得使用其他片外 ADC 和数据采集模块（卡）成品。
（2）关于 THD 的说明：当放大器输入为正弦信号时，放大器的非线性失真表
现为输出信号中出现谐波分量，即出现谐波失真，通常用“总谐波失真 THD（total
harmonic distortion）”定量分析放大器的非线性失真程度。

（6）除输入信号外，不得再有任何其他信号引入测量装置。一键启动测量后，
装置应在 10 秒钟内自动完成失真度测量与显示（期间不得有人工操作），超时扣分。
一旦测量显示总用时超过 30 秒，停止作品测试。